Avaliação de DepósitosAspectos gerais e conceitos básicos da avaliação de recursos minerais

Prof. Dr. Luis Eduardo de SouzaProf. Dr. Luis Eduardo de Souza

Visão geral

A vida de uma mina não inicia no dia que começa aprodução, mas muitos anos antes, quando a companhiainicia a exploração de um depósito mineral.

Uma grande quantia de tempo e dinheiro é gastasimplesmente procurando, localizando e quantificando umaocorrência mineral promissora.

Não são muitas as ocorrências que virão a ser encontradase menos ainda serão aquelas que apresentarão potencialpara tornarem-se minas.

Não é difícil que se gaste de 5 a 10 anos procurando porum depósito explotável e mais 5 ou 10 anos até o start upda mina.

É uma prática comum em exploração, iniciar-se a avaliaçãotécnica e econômica tão logo possível e atualizar estasavaliações em paralelo com os trabalhos de exploração, amedida que a base de dados e informações é melhorada.

O propósito deste processo contínuo é ter uma base prontapara a tomada de decisão de seguir ou não seguir (“go/no-go”) com os estágios seguintes do projeto que,normalmente, implicam em aumento gradativo de custos einvestimentos.

Qualquer avaliação econômica de projetos mineirosnecessita de informações a respeito de tonelagens e teores.

No entanto, nos estágios iniciais de exploração, há apenasuma idéia sobre os volumes e distribuição de teores e asúnicas indicações físicas vêm de observações de trincheirasou de um número limitado de furos de sonda.

Com o avanço da exploração de um possível depósito e aconsolidação de um banco de dados gradativamente maisdetalhado, são obtidas estimativas do potencial detonelagem e teor.

Diversas técnicas de estimativa estão disponíveis e,geralmente, a sofisticação das mesmas também acompanhaas etapas em que a exploração se encontra e,conseqüentemente, do nível de detalhamento dos corpos deminério.

Estudo Acuracidade

Conceituais ± 30%

Preliminares ± 20%

Viabilidade ± 10%

Capacidade relativa de influenciar nos custos.

Sell product

Mine and process

Develop mineextraction facilities

Demand formineral product

Changes in market

Ocurrence ofORE deposit

Adv

ance

in te

chno

logy

Exploration

Discovery

Delineation

$$

$$

Prospecção Exploração

Avaliação?

Conforme já salientado anteriormente, empreendimentosmineiros são sujeitos às etapas de:

● prospecção mineral + pesquisa mineral;

● planejamento mineiro;

● abertura e desenvolvimento;

● lavra;

● beneficiamento;

● comercialização.

É importante ter claro que, apesar de apresentarem umaseqüência lógica, estas etapas não são estanques.

Elas estão todas inter-relacionadas, interferindo umas nasoutras, ao longo de toda a vida da mina.

Assim, são atribuições do planejamento a definição:

● dos recursos minerais e da reserva lavrável;

● da taxa de produção;

● do teor de corte e do teor lavrável;

● dos parâmetros econômicos (preço de mercado,receita, custos operacionais, investimentos, etc).

Introdução

O investimento necessário para iniciar uma mina é daordem de dezenas a centenas de milhões de dólares.

Para que o investimento seja lucrativo, o potencial produtono terreno precisa estar presente em uma quantidade equalidade adequada, de maneira a justificar a decisão deinvestir.

As operações de lavra e tratamento utilizadas para extrair oproduto devem, então, operar de maneira a produzir umareceita que compense o investimento planejado e forneçaum lucro aceitável.

Atenção!Atenção!

Lucros (L) = Receita (R) – Despesa (D)

Receita (R) = material x preço/vendido (MV) unidade(P)

Custos ou = material x custo/Despesas vendido (MV) unidade (C)

Lucros = MV x P – MV x C= MV x (P – C)

Sendo:

● o preço do material vendido é afetado pela ofertae demanda mundial;

● onde os engenheiros/tecnólogos podem e devematuar é (i) nos custos e (ii) no desenvolvimentos de novastécnicas ou tecnologias;

● para permanecer lucrativo a longo prazo, énecessário que um processo contínuo de busca de melhorespráticas para redução do custo operacional.

Assim, claramente pode-se perceber que todas as decisõestecnológicas e financeiras com respeito à produção planejadaestão baseadas na pressuposição de que os recursosminerais efetivamente existam e sejam passíveis de seremextraídos.

Neste sentido, a estimativa dos teores e localização domaterial no terreno (recursos in situ) precisa ser conhecidacom um grau aceitável de confiança.

Essa premissa se verifica especialmente para depósitosgrandes e de baixos teores para os quais o teor está apenaslevemente acima do mínimo necessário para garantir níveislucrativos ou para depósitos de metais preciosos ondeapenas uma pequena percentagem da mineralização podeser minerada com lucro.

Como os lucros da mineração estão fortemente niveladospelo preço do produto e o teor realizado do materialminerado, uma pequena diferença entre o teor planejado(estimado) e o realizado ou uma pequena mudança no preçodo metal pode ter um impacto enorme na lucratividade damina.

Para permanecerem competitivas, as empresas demineração precisam otimizar a produtividade de cadaoperação mineira.

As maneiras de alcançar esta meta são:

(i) movimentar e processar mais toneladas com a mesmaquantidade ou menos equipamentos;

(ii) controle e gerenciamento rigoroso de insumos econsumíveis (brocas, bits, explosivos, combustíveis,peças, etc);

(iii) adquirir novos e melhores equipamento que permitammaior produtividade e/ou menores custos operacionais.

Cada uma destas ações vai ter um custo e um potencialretorno do investimento.

Outra maneira de aumentar a produtividade é aumentar oconteúdo de produto no material sendo minerado eprocessado, isto é, aumentar o controle de teores durante alavra.

Isso pode ser obtido:

(i) aumentando o teor para a mesma tonelagem;

(ii) aumentando a tonelagem enquanto é mantido omesmo teor médio;

(iii) alguma combinação que envolva melhoria daseleção de minério versus estéril (aumento de seletividade).

A estimativa do minério, o planejamento de lavra e ocontrole dos teores são tarefas complementares em qualqueroperação de mineração eficiente.

Conceitos essenciais para o inventário mineral

Os relatórios de inventários minerais têm tradicionalmenteempregado uma vasta gama de termos ou jargõesprofissionais, que nem sempre são de utilização padrão paraqualquer lugar ou empreendimento.

Em alguns casos, certas terminologias técnicas sãoamplamente empregadas, ao passo em que outros termos,por serem muito específicos, não são apreciados ouutilizados pela indústria de maneira geral.

Neste sentido, a seguir serão definidos alguns dos termos econceitos mais largamente integrados aos trabalhos deinventário de recursos.

MinérioMinério::

Definição 1: um agregado natural de um ou mais mineraissólidos que pode ser lavrado (minerado) ou do qual um oumais produtos minerais podem ser extraídos, com lucro.

Definição 2: um agregado natural de um ou mais mineraissólidos que pode ser minerado, processado e vendido comlucro.

É importante se atentar para a distinção entre o termominério (a porção que pode ser lavrada com lucro) do estéril(a porção que contém valor insuficiente para garantir lucro).

No entanto, esta distinção não é fixa e imutável! Ela pode evai variar de acordo com a oferta e demanda do mercado.

Ex.: pilhas de “estéril” de Carajás

diferença entre minério de Carajás e minério doQuadrilátero Ferrífero (MG)

TeorTeor dede cortecorte ((cutoffcutoff gradegrade))::

Em termos práticos, o teor de corte é um teor abaixo do qualo valor de metal/mineral contido em um volume de rocha nãoatende as premissas técnicas e/ou econômicas definidas.

Os teores de corte são utilizados para distinguir (selecionar)blocos de minério de blocos de estéril.

O conceito de teor de corte está fortemente ligado àconectividade dos blocos de minério no estágio de produção.Com o aumento do teor de corte, o volume de minériodiminui e se torna compartimentalizado em um crescentenúmero de volumes menores e separados.

A conectividade dos blocos de minério e o efeito no volume com a variação no teor de corte.

Exemplo de curva de parametrização: teor de corte versus massa de minério.

Blocos a serem lavrados pois seucusto de lavra foi suportado porblocos ricos e seu benefício paga ocusto de tratamento e indiretos

tc = teor de corte

tm = teor marginal

tu = teor de utilização

Mínimo teor com tecnologiade processo disponívelQuando tm < tu tm = tu

Não são lavrados

Se desmontados, estes blocosserão enviados ao bota-fora,caso contrário permanecerão insitu

Se já desmontados, vão parausina ou pilha de minériomarginal

ContinuidadeContinuidade::

Na análise de depósitos minerais, esta definição espacial égeralmente utilizada de maneira ambígua, para descrevertanto a ocorrência de feições geológicas que controlam amineralização, como a distribuição dos valores dos teores.

Copper Queen Mine, Montana, EUA.

Seção horizontal, nível 900.

Silver Queen Mine, British Columbia, Canadá.

RecursosRecursos ee reservasreservas::

Todos os projetos e planos mineiros são elaborados a partirdo inventário mineral, resultado da pesquisa geológica etecnológica, ou seja,

éé oo inventárioinventário mineralmineral queque sumarizasumariza osos recursosrecursosmineraisminerais disponíveisdisponíveis..

O inventário mineral é considerado em termos de recursosminerais e reservas de minério. As definições variam de umpaís para outro, mas há pressões crescentes no sentido deinternacionalizar os códigos e os critérios de classificação.

Um recurso é uma ocorrência mineral in situ, quantificadacom base nos dados geológicos e em um teor de cortegeológico.

O termo reserva é utilizado apenas se um estudo utilizandocritérios técnicos e econômicos foi realizado, respeitandorestrições políticas, ambientais e sociais, e é expressosempre em termos de toneladas lavráveis.

No entanto, as reservas lavráveis são o que efetivamente seconsegue produzir e

definirdefinir oo queque éé reservareserva lavrávellavrável éé umum problemaproblema dedeengenhariaengenharia ee nãonão dede geologia!geologia!

Locali zação dos furos de sondagem ec lasses de carvão i n s itu

EMP RESAS G UGLIELM I

CAR BONíFERA METROPOLITANA S.A.

Camada Boni to

Escala: 1 : 40.000

Aval iação de Recursos de Carvão, Proj eto Fontanel la

Data: 06/2010LPM / METROPOLITANA

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Carvão in situ infe rid o

Carvão in situ medid o

Carvão in situ indicado

Cobertura estéril > 3 50 m

Reserva amb iental

Perímetro urbano

Limite de co ncessão parao projeto Fo ntane lla

Limites de sill de diabá sio o u

Fu ros de son da mantidos

Fu ros de son da descarta dos

pa leocanais de arenito

Espe ssura camada < 1,75 m

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Descartado do inventário de recursos:

● área de preservação ambiental;

● perímetro urbano;

● cobertura > 350 m;

● espessura da camada < 2 m;

● sill´s/diques de diabásio;

● zona de falha.

VariávelVariável regionalizadaregionalizada::

É uma variável distribuída no espaço de uma maneira, aomenos, parcialmente estruturada, de forma que algum graude auto-correlação espacial exista.

Uma regionalização de teores é consistente com aocorrência de zonas de alto teor em um campo de teoresbaixos, como é freqüente em mineralizações.

Muitas variáveis relacionadas com a mineração sãoregionalizadas como, por exemplo, espessura, teores,densidade de fraturas, acumulações de metais (teor xtamanho e/ou comprimento).

DiluiçãoDiluição vsvs.. seletividadeseletividade::

É o resultado da mistura de um material que não possuiteor de minério com outro material que possui teor deminério, durante a produção, levando a um aumento emtermos de tonelagem e a uma diminuição em termos deteor médio com relação às expectativas originais.

Representação esquemática de contatos entre minério (O=ore) e estéril (W=waste).

O contato passa de brusco (esquerda) a gradacional (do centro para a direita).

Contatos complexos podem ser caracterizados por uma zona de interdigitação entre rocha mineralizada e rocha hospedeira.

Contato gradacional

EstimativaEstimativa dede pontospontos ee dede blocosblocos::

É importante distinguir entre o conceito de estimar:

(i) o teor de um ponto (ou um volume muitopequeno = mesmo suporte da amostra) e,

(ii) estimar o teor médio de umvolume maior tal como uma unidadede produção ou bloco (um volumeque pode ser muitas ordens demagnitude maior do que o tamanho deuma amostra).

Pontos ou estimativas puntuais são utilizadas na mineraçãoprincipalmente como:

(i) ferramenta de validação ou comparação entretécnicas de estimativa ou parâmetros utilizados em um dadométodos de estimativa e,

(ii) para estimar malhas regulares (grids) como basepara obtenção de mapas de isocontorno.

Blocos também são estimados a partir de amostras(pontos), mas ao contrário da estimativa pontual, os blocosvão responder por um volume (3D) ou uma área (2D)estimada. São utilizados em todas as fases de planejamento(curto e longo prazo), principalmente na cubagem dodepósito.

Ao conjunto de blocos de cubagem que compõe o depósitodenomina-se modelo tridimensional de blocos.

Matematicamente, o cálculo de reservas nada mais é que aintegração numérica da função teor (expressa em peso porunidade de volume) dentro do depósito de volume V.

dv.)v(TRV

A figura representa no slide anterior mostra um depósitohipotético de volume V em que a função T(v) é conhecida.Nesse caso, a reserva poderia ser facilmente determinadacomo a integral definida da função T(v) no domínio V, ouseja, o cálculo da equação aprsentada.

Contudo, isso não é tão simples, pois é preciso conhecer afunção T(v), ou seja, a descrição numérica do teor nodepósito de volume V.

Conhecer a função T(v) implica ter, a cada ponto dodepósito, o valor do teor e, além disso, a função que adescreve matematicamente.

O que é interpolação? Por que temos que interpolar os dados?

Em princípio, quanto maior a quantidade de informaçõessobre o fenômeno que estamos estudando estiver disponível,melhor!

Nenhum tipo de técnica, seja ela indireta (soft data) oumatemática, substitui uma informação física (hard data).

No entanto, há um problema: dados custam caro!

● A coleta dos dados custa caro;

● Os dados analíticos, resultantes de análisesquímicas custam caro.

Além disso, por maior que fosse nosso orçamento, seriapraticamente impossível amostrar um depósito, numa malhatão densa, que dispensasse o cálculo de valores em algumponto da jazida.

Assim, sempre precisaremos calcular os valores para nossasvariáveis de interesse em locais não amostrados!

SMUSMU ((selectiveselective miningmining unitunit))::

Geralmente, é o menor bloco no qual a seleção minério-estéril é passível de ser realizada.

O tamanho de um SMU é determinado a partir de restriçõesassociadas com o método de lavra a ser utilizado, bem comoa escala das operações.

As dimensões vão ser dependentes de fatores como:espaçamento dos furos de desmonte durante a produção,especificações dos equipamentos de lavra, altura dabancada, etc.

Enquanto os teores e preços de alguns commodities (taiscomo Cu, Fe e Zn) estarem sempre relacionados ao metalde interesse, para outros materiais esta questão pode variarconsideravelmente.

No caso do tugstênio (W), por exemplo, os teores algumasvezes se referem ao elemento W, enquanto também écomum se trabalhar com o óxido WO3.

Molibdênio e antimônio são também frequentementedescritos, em termos de teor, em relação aos sulfetos MoS2e Sb2S3, respectivamente, da mesma forma em que écomum encontrar o teor apenas do elemento Mo ou Sb.

Conteúdo metálico

Portanto, para efeitos de comparação é necessário secalcular quanto de Mo pode estar contido em MoS2.

Exemplo:

Massa atômica do Mo: 95,95Massa atômica do S: 32,06 × 2 64,12

160,07

Assim, o conteúdo metálico de Mo é: 95,95 ÷ 160,07 = 0,60e, dessa forma, o fator de conversão de MoS2 em Mo é 0,60.

Assim, um teor de 1% de MoS2 equivaleria a um teor de0,6% do metal Mo e, da mesma forma, o fator de conversãode Mo em MoS2 é 1 ÷ 0,60 = 1,67.

Além destas relações úteis fornecerem os coeficientes deconversão entre teores de metais e teores de sulfetos ouóxidos, para os minerais de minério, podemos associá-loscom o conteúdo estequiométrico máximo do elemento deinteresse em cada mineral.

Assim, se o mineral de minério for uma hematita, porexemplo, sabemos que não poderão ser observadasamostras com teores maiores que 69,9% Fe.

Hematita: Fe2O3Massa atômica do Fe: 55,85 × 2 111,70Massa atômica do O: 16 × 3 48,00

159,70

Assim, o máximo teor de Fe que pode ser observado emuma hematita: 117,70 ÷ 159,70 = 0,699 × 100 = 69,9%.

Teor equivalente

Se diversos elementos contribuem para o valor econômicode um depósito de minério, para se poder comparardepósitos diferentes (com diferentes composiçõesmineralógicas) é necessário estabelecer um denominadorcomum para esta comparação.

Este denominador comum é chamado de metal ou teorequivalente e, em um depósito multi-elemento, eleobrigatoriamente deve ser considerado inclusive nadefinição do teor de corte.

Exemplo: avaliação de um depósito pórfiro de cobre-molibdênio.

a) preço do cobre refinado 0,90 US$/lb

como a mina não produz cobre refinado, mas apenasconcentrado de cobre, é necessário deduzir os custosmetalúrgicos (de fundição e refino), além dos custos detransporte da mina até a fundição.

Para este caso, assume-se estes custos como 0,30 US$/lb e,assim, o que a mina recebe pelo concentrado de cobre é:

US$ 0,90 - US$ 0,30 = 0,60 US$/lb.

b) recuperação de 90%

como o retorno só incide sobre o metal recuperado, énecessário levar em consideração as perdas dobeneficiamento e, assim, a mina vai receber por lb de Cuno minério ROM.

0,90 × US$ 0,60 = 0,54 US$/lb Cu.

c) retorno devido ao Mo

assumindo um valor de 4,75 US$/lb Mo no concentradode MoS2 como o retorno da mina e uma recuperação de80%, a mina recebe por lb de Mo contida no ROM:

0,80 × US$ 4,75 = 3,80 US$/lb Mo.

d) fator de conversão de Mo para Cu-Equivalente (CuE)

K = 3,80 ÷ 0,54 = 7,04. Assim, para este exemplo, aequação de conversão para obtenção do teor equivalentede Cu é:

Cu-Equivalente (CUE) = % Cu + (7,04 × % Mo).

e) em um corpo de minério que tivesse teores de 0,40% deCu e 0,03% de Mo, o teor equivalente de Cu seria:

Cu-Equivalente (CUE) = 0,40+ (7,04 × 0,03) = 0,61%.

Obs.: se o teor tivesse sido dado em MoS2 ele teria que serconvertido pelo fator correspondente ao conteúdo metálicode Mo no MoS2.

Exemplo:

Qual o teor equivalente de cobre em um corpo de minériocom teor de 0,40% de Cu e 0,04% de MoS2?

1% MoS2 0,6% Mo0,04% MoS2 ?% Mo

Cu-Equivalente (CUE) = 0,40+ (7,04 × 0,024) = 0,57%

Ou: 0,6 × 7,04 = 4,22 e:

Cu-Equivalente (CUE) = 0,40+ (4,22 × 0,04) = 0,57%

Atenção:

(i) o uso de teor equivalente necessariamente implica emuma relação constante de preço entre os metais, o queraramente é verdadeiro;

(ii) várias hipóteses para a determinação do teorequivalente precisam ser assumidas, como o preço e arecuperação, sendo que estes valores podem mudarsignificativamente durante um trabalho de exploração.Assim, os códigos internacionais de classificação derecursos e reservas não recomendam a utilização de teorequivalente, mas sim o teor original dos dados.

Bibliografia

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